1、膠原是目前生物材料界研究最多的天然生物材料之一，并且被廣泛應用于臨床醫(yī)學。膠原用作為細胞和基因載體的三維立體凝膠支架，以及在非天然生物材料表面工程中的應用是目前研究的熱點。
　　本文從提取膠原入手，以牛腱(T)為原材料，采用酸水解法和酶消化法提取膠原，同時對胃蛋白酶(P)和無花果蛋白酶(F)消化提取膠原的工藝進行優(yōu)化。實驗表明，P:T＝1:10和F:T＝1:100的消化效果最好；并且從酶促反應動力學的角度給予解釋。通過高速離心、鹽

2、析和透析對粗膠原提純，選用NaCl進行鹽析。通過常規(guī)氨基酸分析、羥脯氨酸含量測定、紅外(IR)和紫外光譜分析以及等電點凝結實驗確認提取物是膠原，同時從羥脯氨酸含量和SDS-PAGE凝膠電泳分析確定膠原純度較高，分子量大概在300KDa左右；胃蛋白酶提取膠原提取率在75％左右；通過原子力顯微鏡觀察分析酸性提取液中的膠原的聚集態(tài)行為。選用戊二醛(GTA)對膠原進行交聯(lián)，通過扭辮分析、DSC和IR分析確定醛基與膠原的端氨基之間以C=N鍵形式交

3、聯(lián)，交聯(lián)后膠原抗拉強度提高，抗酶降解和生理鹽水降解的能力增強；實驗確定濃度為0.2%(V/V)的GTA對膠原交聯(lián)60min效果最理想。
　　本文研究了酶消化法提取膠原在凝膠中的自組裝行為，發(fā)現(xiàn)膠原通過磷酸鹽緩沖溶液透析后獲得的凝膠(PBS-凝膠)性能比較優(yōu)越；電鏡觀察發(fā)現(xiàn)PBS-凝膠中的膠原纖維組裝成天然橫紋結構。利用膠原凝膠制備的三維立體支架培養(yǎng)小鼠胚胎內皮成纖維細胞(3T3)，根據3T3細胞在不同時期的生長狀態(tài)，確定提取的膠原

4、可以用作細胞的三維立體生長支架，細胞在膠原凝膠中生長狀態(tài)良好。
　　由于膠原是細胞外基質的主要成份，在聚氨酯(PU)和乙丙交酯共聚物(PLGA)表面接枝膠原，可提高其細胞相容性。本文選擇紫外、臭氧化和等離子體處理三種方式對材料進行活化來接枝膠原。通過人類宮頸癌細胞(Hela)培養(yǎng)確定合適的處理方法。在長期培養(yǎng)過程中，經過紫外和臭氧化處理的材料易降解而使細胞大量死亡，因此實驗選用等離子體處理進行膠原接枝。通過測定等離子體處理后PU和

5、PLGA材料表面水接觸角確定最佳處理功率為60W，時間5min。FTIR結果表明，PU經過等離子體處理后，通過羧基和過氧基使膠原成功地接枝到PU表面。XPS分析確定膠原表面的羧基與PLGA表面等離子體激活的羥基發(fā)生了反應生成酯基接枝到PLGA表面。選用人臍靜脈內皮細胞(ECV)和小鼠胚胎內皮成纖維細胞(3T3)在PU和PLGA材料表面培養(yǎng)。實驗定性觀察確定膠原接枝有利于細胞的粘附和增殖。采用ImageJ軟件分析田字形九點取相法和四甲基偶

6、氮唑藍比色法(MTT)對不同時期兩種細胞生長情況進行定量分析，結果表明，接枝膠原的存在改善細胞粘附了，加快了細胞的增殖速度。
　　采用低溫等離子體技術在PU表面接枝膠原，并制備膠原/聚氨酯(COL/PU)復合材料，對PU表面進行偽飾。用碘代法檢測等離子體處理后PU(P-PU)表面活性基團濃度。本文選擇兩種方法接枝膠原，直接在P-PU表面接枝膠原稱為一步法，先在P-PU表面接枝中間體再接枝膠原稱為兩步法；通過表面接枝密度的測定、膠原

7、的粘接強度測試及XPS分析確定一步法優(yōu)于兩步法。將PU和COL/PU在小鼠皮下埋植，通過定期取材和TEM觀察發(fā)現(xiàn)，COL/PU復合材料與機體相容性很好，急性炎癥反應在植入后第7天消失，材料被組織包裹形成包囊，而且包囊壁隨時間逐漸變??；而PU材料在植入1個月后炎癥反應還沒徹底消失，PU與機體粘附性不好，PU沒有完全被組織包裹形成包囊，易發(fā)生遷移。結果表明，COL/PU復合材料具有良好組織相容性及組織引導再生能力，膠原層的存在對PU的保護和